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INSTRUMENTATION GENERALEAnalyseurs de signauxAnalyseur de signaux R&S ® FSQMesures EVM sur signaux ZigBeeLa norme ZigBee (IEEE 802.15.4)définit un système destiné à la transmissionde données bas débit à cyclesde travail comportant de longuespauses. Les domaines d’applicationpour les produits ZigBee sont divers,par exemple l’automatisation en bâtimentet dans des installations industriellesou la commande de thermostatset de lumières dans des maisonsindividuelles. Cet article montrecomment effectuer des mesures EVMsur signaux ZigBee avec l’analyseurde signaux R&S ® FSQ. Des précisionsconcernant cette nouvelle norme setrouvent en page 27.Principales abréviationsBPSK Binary Phase Shift KeyingEVM Error Vector Magnitude(Fehlervektor)ISM Industrial Scientific MedicalMSK Minimum Shift KeyingOQPSK Offset QPSKQPSK Quadrature Phase ShiftKeyingRRC Root Raised CosineN’est pas analyseur ZigBee quiveutLa bande ISM universelle de 2,4 GHzest la plus importante pour la normeZigBee récemment adoptée ; pour cettebande, ZigBee détermine 16 canauxde 250 kBit/s. Toutefois, la bande de868 MHz européen et la bande ISMaméricaine de 915 MHz sont égalementutilisées. La modulation OQPSK est utiliséedans la bande de 2,4 GHz ; la modulationBPSK est utilisée dans les bandes868 et 915 MHz (figure 1).Les analyseurs de signaux vectorielsstandards sont capables de démoduleret donc de déterminer la qualité demodulation des signaux ZigBee BPSKtraités avec des filtres RRC mais ne sontpas adaptés aux mesures sur les signauxmodulés en OQPSK ; ceci, en raison del’utilisation par ZigBee d’un filtre spécialà réponse impulsionnelle sous formed’un sinus demi-onde. Les analyseurs nedisposant pas de ce filtre démodulent defaçon inadaptée et délivrent donc desrésultats de mesure inutilisables.De telles mesures ne posent enrevanche aucun problème à l’analyseurde signaux universel R&S ® FSQéquipé de l’option R&S ® FSQ-K70 deRohde & Schwarz : cet ensemble peutcharger des filtres de modulation librementdéfinissables et être remarquablementemployé pour des mesures sursignaux ZigBee modulés en OQPSK.L’interface air ZigBeeLa modulation OQPSK est proche de laQPSK et fonctionne avec deux bits parsymbole de modulation. Des transitionsde signaux apparaissent en modulationOQPSK provoquées par les passages parzéro au niveau du diagramme I/Q. Cettemodulation d’amplitude exige des amplificateurshautement linéaires à consommationd’énergie électrique élevée conséquente.En OQPSK, des filtres RRC sont généralementutilisés et les transitions I-Qsont décalées d’une demi-durée de symboleafin d’éviter ces passages par zéro.Le filtre spécial ZigBee élimine cettemodulation d’amplitude et transformele diagramme de modulation OQPSK encercle. Le OQPSK devient de cette façonune modulation à enveloppe constante(fig. 2, diagramme inférieur), comparableà la modulation MSK.Rapidement opérationnel pourZigBeeDes filtres de bande de base pourZigBee peuvent être définis, par exempleavec le programme de simulationMatLab®, et transformés en formatadapté au R&S ® FSQ à l’aide du logicielWindows® FILTWIZ. Encore plussimple : télécharger FILTWIZ, un fichierfiltre ZigBee et une note d’applicationdétaillée [*] gratuitement à partir du sitede Rohde & Schwarz.Fig. 1 Type de modulation, débit de modulation et filtrage en bande de base dans les différentesgammes de fréquence, conformément à IEEE 802.15.4.Bande (MHz) Fréquence (MHz) Chiprate (kchip/s) Modulation Filtre en bande868 à 868,6 300 BPSK RRC868 / 915902 à 928 600 BPSK RRC2450 2400 à 2483,5 2000 OQPSK Half sine25Actualités de Rohde & Schwarz N o 185 (2005/I)